Os complexos de ATP sintase estão localizados nas membranas tilacóide e mitocondrial. Os tilacóides são estruturas em forma de disco dentro da célula vegetal que contêm clorofila e outros pigmentos necessários para a fotossíntese.
A ATP sintase é uma enzima que atua com as proteínas envolvidas na cadeia de transferência de elétrons nas membranas. A energia obtida da cadeia de transporte de elétrons é usada para ligar o átomo de fósforo ao ADP para criar ATP que a célula pode usar como energia. Os complexos de ATP sintase nas membranas tilacóides criam ATP durante a fotossíntese, enquanto os complexos nas membranas mitocondriais criam ATP durante a respiração aeróbica, conforme explicado pelo Collin County Community College.